甲烷-液氧超临界压力非预混湍流燃烧的数值模拟

摘要：

基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方法和火焰面-反应进度变量湍流燃烧模型,在准确考虑热物性变化和详细化学反应机理的基础上,建立了适用于超临界压力非预混湍流燃烧的数值模型,开展了甲烷-液氧(LOx)超临界压力同轴喷射非预混湍流燃烧过程的数值模拟研究,着重探讨了推进剂混合比分别为1和3情况下超临界工作压力(6～15 MPa)对甲烷-液氧非预混湍流燃烧过程的影响.结果表明:不同混合比情况下压力对火焰温度和结构的影响会有显著的不同.在推进剂混合比为1时,随着压力的升高,火焰变得更长,且火焰温度升高;而在推进剂混合比为3时,随着压力的升高,火焰长度则会变短.在超临界压力下,火焰沿径向有突然的扩张现象(特别是在6 MPa压力下).这主要与液氧物性在拟临界温度附近的突变所造成的拟沸腾现象有关,也会受到液氧喷射动量变化的影响.

关键词：非预混火焰、湍流燃烧、超临界压力、火焰面反应进度变量、混合比

所属期刊栏目：37

分类号：V511+.1(航天用燃料（推进剂）及润滑剂)

资助基金：国家自然科学基金11372277;National Natural Science Foundation of China11372277

在线出版日期：2016-09-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2132-2143